Grafit içeren nanoakışkan kullanılarak ısı değiştiricilerinin performanslarının iyileştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada iç borusu helisel tip olan bir eş merkezli ve iç içe borulu ısı değiştiricide paralel akış şartlarında ısı transferini iyileştirmek amacıyla nanoakışkan kullanımının ısı transferine olan etkisi incelenmiştir. Çalışmanın amacı grafit-saf su nanoakışkanı kullanarak ısı değiştiricide ısıl verimliliğin arttırılmasıdır. Deney setinde saf suyun içerisine %0,25 hacimsel oranda grafit süspanse edilmiş ve nanoakışkan kullanımının saf suya göre ısı transferine ve etkinlik katsayısına olan etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Sıcak akışkan olarak grafit-saf su nanoakışkanı, soğuk akışkan olarak da saf su kullanılmıştır. Çalışmada sıcak su debisi 3 l/dk, giriş sıcaklığı 55 °C değerinde sabit alınmıştır. Sıcak akışkanın soğuk akışkana debi oranlarının 1, 0.75, 0.5 ve 0.25 olması için, soğuk akışkan debisi 3, 4, 6 ve 12 l/dk olmak üzere dört farklı değerde alınmıştır. Saf su ve nanoakışkan ile yapılan deneylerden elde edilen veriler kullanılarak hesaplamalar yapılmış ve karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre bu ısı değiştiricide grafit-saf su nanoakışkanın kullanılmasının ısıl verimliliği artırdığı gözlemlenmiştir. Sistem kararlı hale geldikten sonra alınan verilerde grafit-saf su nanoakışkanın saf suya göre paralel akışta 3 l/dk debide %13,23 iyileştirme oranına sahip olduğu gözlemlenmiştir.

In this study, the effect of nanofluid usage on heat transfer was investigated in order to improve heat transfer by using a spiral tube in a double tube type heat exchanger. When nanofluid and pure water are used in the study, the effect of heat transfer and efficiency coefficient and comparison of these two were experimentally investigated. The hot water flow rate was kept constant at 3 l/min and the temperature at 55°C. The ratios of hot and cold fluid flow are taken as 1, 0.75, 0.5 and 0.25. In other words, the cold fluid flow rate was given to the system as 3,4,6,12 l/min and observations were made. As a result of the results obtained, it was observed that nanofluid is efficient in this type of heat exchanger. In the data obtained after the system stabilizes. In the data obtained after the system became stable, it was observed that it had an improvement rate of 13.23% at a flow rate of 3 l/min in parallel flow compared to graphite water.